飛思卡爾智能車培訓(xùn)之硬件篇概要

1、主講人：陳奮裕主講人：陳奮裕一、對車模的整體認(rèn)識一、對車模的整體認(rèn)識二、硬件框架二、硬件框架三、各模塊的方案建議三、各模塊的方案建議四、對布線的一些建議四、對布線的一些建議概要：概要：電電機(jī)機(jī)電電池池舵舵機(jī)機(jī)調(diào)速調(diào)速電源管理電源管理電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動主控主控軟件部分主控主控電機(jī)電機(jī)驅(qū)動驅(qū)動電機(jī)電機(jī)舵機(jī)舵機(jī)電池電池電池管理電池管理傳感器傳感器鍵盤、顯示等輔助鍵盤、顯示等輔助主控模塊和傳感器主控就是一塊單片機(jī)這個型號官方指定了幾種，我們只要買個最小系統(tǒng)板就行，型號的話，推薦和系列，資料比較多。傳感器光電組：攝像頭組：攝像頭電磁組：電感電容檢測磁場變化舵機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)舵盤、齒輪組、位置反饋電位計、直流電機(jī)

2、、控制電路板等。工作原理脈寬信號給定參考位置，舵機(jī)內(nèi)部電路通過反饋控制調(diào)節(jié)舵盤角位。舵盤角位由PWM控制信號的脈寬決定。舵機(jī)控制方法n三線連接方式紅線：電源線4.0-6.0V黑線：地線白線：PWM控制信號舵機(jī)的控制方法舵機(jī)的控制方法舵機(jī)的控制方法電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動正轉(zhuǎn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動NMOS方案方案電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動BTN7971BTN7971半橋半橋?qū)嵨飯D實物圖內(nèi)部原理電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動BTN7971BTN7971方案方案電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動驅(qū)動隔離驅(qū)動隔離為什么要隔離？為什么要隔離？ 電機(jī)是電感性器件，電流不容易輕易改變，當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)或者頻電

3、機(jī)是電感性器件，電流不容易輕易改變，當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)或者頻繁地啟動停止時會產(chǎn)生反向電動勢，這個反向電動勢很大，一般有繁地啟動停止時會產(chǎn)生反向電動勢，這個反向電動勢很大，一般有電源電壓的幾倍甚至幾十倍，如果對這個電壓經(jīng)過隔離，一旦反串電源電壓的幾倍甚至幾十倍，如果對這個電壓經(jīng)過隔離，一旦反串到單片機(jī)就會直接燒壞單片機(jī)。到單片機(jī)就會直接燒壞單片機(jī)。怎么隔離？怎么隔離？1 1、光耦隔離、光耦隔離2 2、用緩沖器、用緩沖器74LS244隔離隔離電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動驅(qū)動隔離驅(qū)動隔離光耦隔離原理：光耦隔離原理： 光耦光耦隔離就是采用隔離就是采用光耦合器光耦合器進(jìn)行隔離進(jìn)行隔離, ,光耦合器光耦合器的結(jié)構(gòu)相當(dāng)于的結(jié)構(gòu)

4、相當(dāng)于把把發(fā)光二極管發(fā)光二極管和光敏和光敏( (三極三極) )管封裝在一起。管封裝在一起。發(fā)光二極管發(fā)光二極管把輸入的把輸入的電信號電信號轉(zhuǎn)換為光信號傳給轉(zhuǎn)換為光信號傳給光敏管光敏管轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)換為電信號電信號輸出，由于沒有直接的輸出，由于沒有直接的電氣連接電氣連接，這樣既這樣既耦合耦合傳輸了信號，又有傳輸了信號，又有隔離作用隔離作用。 電機(jī)驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動驅(qū)動隔離驅(qū)動隔離緩沖器緩沖器74LS24474LS244 相當(dāng)于一個緩沖池，相當(dāng)于一個緩沖池，可以一定程度上隔離反可以一定程度上隔離反向電動勢。向電動勢。電機(jī)測速通過檢測脈沖數(shù)計算轉(zhuǎn)速通過檢測脈沖數(shù)計算轉(zhuǎn)速將測得的轉(zhuǎn)速將測得的轉(zhuǎn)速與設(shè)定值比較與設(shè)定

5、值比較調(diào)整，得到想調(diào)整，得到想要的轉(zhuǎn)速值。要的轉(zhuǎn)速值。參數(shù)：電壓：1.26=7.2 v容量：2000mAh放電曲線（在3A的大電流放電條件下得到的結(jié)果）正確放電：由于鎳鎘電池具有記憶效應(yīng)，對電池的不完全放電將會人為的降低電池的容量；從放電曲線可以看出，隨著電池電量的減少，其電壓也會逐漸降低，當(dāng)電壓降低到某個閾值后繼續(xù)放電，電池電壓將很快的跌落。這個閾值就是電池的放電下限電壓。廠家給出了放電下限電壓為6V，也就是放電到低于6V，電池就很容易報廢。因此，在使用時，最后對電池電壓進(jìn)行實時反饋，可以對電池電壓進(jìn)行采樣，然后顯示在顯示屏上。實際上，電池放電到6.8V左右就基本上無法驅(qū)動電機(jī)了，這時會導(dǎo)致

6、電壓不穩(wěn)定，電源管理模塊無法正常工作，單片機(jī)沒會跑飛。所以，一旦發(fā)現(xiàn)車子異常或者車速變慢，要即使檢查電池電壓，及時充電。三端線性穩(wěn)壓LM2940-5.0輸出電壓：5V輸出電流：1A三端線性穩(wěn)壓LM1117-3.3輸出電壓：3.3V輸出電流：800mA開關(guān)電源LM2596-5.0輸出電壓：5.0V輸出電流：3VADJ可調(diào)輸出電壓以LM117-ADJ為例電源分配電池電池7.2V舵機(jī)舵機(jī)4.8-6V主板及輔助模塊主板及輔助模塊5V（如果是（如果是K60可能還要可能還要3.3V）電機(jī)電機(jī)7.2V建議：1、舵機(jī)獨立供電。舵機(jī)正常工作電流在200mA左右，但因為力矩的變化，電流變化很大，獨立供電可以避免電流變化導(dǎo)致電壓變化對其他器件的影響。 2、3.3V穩(wěn)壓輸入為5。線性穩(wěn)壓器如果輸入和輸出壓差過大會導(dǎo)致效率下降，致使器件發(fā)熱嚴(yán)重，甚至燒毀。其他輔助模塊的建議用個顯示屏顯示數(shù)據(jù)，建議：OLED12864留幾個按鍵用于調(diào)整參數(shù)和啟動用單片機(jī)AD口讀取電位器電壓值，方便參數(shù)的調(diào)整留出多余的接口布線建議：注意電源部分電源線和地線要加粗，不小于40mil。電機(jī)驅(qū)動模塊信號和電源地分開，可以頂層走信號線，底層走電源線，電源線和地線同樣要加粗，由于電機(jī)電流大，至少100mil。其他布線要盡量短，避免干擾。齊心協(xié)力，在才能上互補，共同完成目標(biāo)任務(wù)的保證就在于發(fā)揮每個人的特